题目内容
16.小明同学利用电压表和电流表“测量小灯泡的电阻值”(已知小灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器的规格是“1A,30Ω”),实验电路图如图1所示:(1)按图1所示的电路图,将图2中的电压表正确连入电路(用笔画线代替导线).
(2)在连接电路前,开关应断开;连接电路后,滑片P应移到b(填“a”或“b”)端再闭合开关;实验中,当滑片P移到某一位置时,电流表A和电压表V示数如图3所示,则此时小灯泡的阻值为9Ω.
(3)小明在实验时,小灯泡突然熄灭,检查发现电流的示数为零,电压表的示数接近电源电压,请你帮小明分析电路的故障可能是:灯泡断路;
(4)若小红同学想用已连好的电路“测小灯泡的额定电功率”,请你帮他把主要的实验步骤补充完整:
①移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为2.5V时,读出电流表的示数;
②利用原理:P=UI计算出小灯泡的额定电功率.
(5)同组的小刚找来了几个定值电阻替代小灯泡,想探究“电流与电阻的关系”,此实验要用控制变量方法,所以他移动滑动变阻器使电压表始终为2V,那么他使用的定值电阻最大就不能超过60Ω.
分析 (1)根据灯的额定电压确定电压表选用的量程后连接电路;
(2)闭合开关前,滑动变阻器连入电路中的电阻最大,滑片P以左电阻丝连入电路,据此确定滑片的位置;确定电压表、电流表小量程的分度值读数,根据欧姆定律求电阻大小;
(3)电流的示数为零,说明电路断路或电路的总电阻很大,电压表的示数接近电源电压,说明电压表之外的部分连接完好,据此判断故障所在;
(4)①根据额定功率的定义作答;②测电功率的原理P=UI;
(5)探究“电流与电阻的关系”时,要控制不同定值电阻的电压保持不变;由题目条件可知变阻器分得的电压,根据分压原理求定值电阻的最大值.
解答 解:(1)小灯泡的额定电压为2.5V<3V,电压表选用小量程,电压表并联在灯的两端,如图所示:![]()
(2)在连接电路时,开关应断开,滑动变阻器连入电路中的电阻最大,滑片置于b端;
电压表小量程的分度值为0.1V,示数为1.8V,电流表小量程的分度值为0.02A,示数为0.2A,此时小灯泡的阻值为R=$\frac{1.8V}{0.2A}$=9Ω;
(3)电流的示数为零,说明电路断路或电路的总电阻很大,电压表的示数接近电源电压,说明电压表之外的部分连接完好,所以,可判断出与电压表并联的灯可能出现了断路,导致电压表与其它元件串联了;
(4)①移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为额定电压2.5V时,读出电流表的示数;②利用原理:P=UI计算出小灯泡的额定电功率;
(5)探究“电流与电阻的关系”时,要控制不同定值电阻的电压保持不变,要用到控制变量法;
他移动滑动变阻器使电压表始终为2V,则滑动变阻器分去的电压为3V-2V=1V,根据分压原理,$\frac{{U}_{定}}{{U}_{变}}$=$\frac{{R}_{定}}{{R}_{变}}$=$\frac{2}{1}$,因变阻器连入电路的最大阻值为30Ω,所以,定值电阻的最大阻值R定=2R变=2×30Ω=60Ω.
故答案为:(1)如上图所示;
(2)b;9;
(3)灯泡断路;
(4)①2.5;②P=UI;
(5)控制变量法;60.
点评 本题将考查“小灯泡的电阻值”与“探究电流与电阻的关系”两个实验,涉及测量原理、电路的连接、故障的分析与判断、控制变量法、器材的选定等知识,综合性较强.
| A. | 牛顿预言了引力波的存在 | B. | 双黑洞合并过程质量守恒 | ||
| C. | 该引力波产生于13亿年前 | D. | 引力波只能在介质中传播 |
| A. | 教师和学生仍可正常行走 | |
| B. | 轻轻一吹,书桌上的课本便可飞出去 | |
| C. | 课本中测量滑动摩擦力的实验无法完成 | |
| D. | 向上抛出的物体仍会落下 |
| A. | 炮弹受到一个向前的推力 | B. | 炮弹的惯性大于受到的冲力 | ||
| C. | 炮弹具有惯性 | D. | 炮弹受到惯性力 |
| A. | 先变大后变小 | B. | 先变小后变大 | ||
| C. | 一直变大 | D. | 先成虚像后成实像 |